0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

ST智慧电源管理的解决方案降低待机期间的能耗

电子设计 来源:电子工程网 作者:电子工程网 2021-03-07 10:45 次阅读

现今,私人家中和办公室使用的电气产品的数目正在以极快的速度增加。这些产品中的大多数,例如音频/视频产品和办公设备,都有着待机期间耗电量大的问题。这不仅浪费电力和资金,同时对环境也有不利的影响。正是由于这个原因,现在对于大部分产品,都有相对应的法规来严格地限制待机期间的能耗。

本文针对待机模式下电源器件提出了 ST 智慧电源管理的解决方案,它符合新规范的开机节电(on-power saving)。

智能型电源管理之外,该架构是一般目的使用的,与产品无关。它可以轻易地适应和嵌入到消费性设备、办公设备和家用电器中。

待机规范能耗简介

待机模式是指产品被关闭,不执行任何常规功能但仍然与电源连接的状态。

活动模式(active mode)则是指产品在开启并处于执行常规功能时的状态。

因为许多设备在多数时间都处于待机模式—如数字电视或打印机,因此这一期间的节能程度将决定整体节能的状况。

目前能源之星( Energy Star?)的规范规定待机模式下的能耗应少于或等于1至2 瓦特,根据设备类型有所不同,例如,对音频/视频产品而言,这个值固定为 1 瓦特。

STMicroelectronics的电源管理解决方案

ST 提出了一套智能型电源管理方案,该方案对于设计具有可持续原则(sustainable principle)的系统是十分有必要的。

这一方案的方法是在含有特定电源控制韧体的主系统中添加一个通用低功率微控制器

图 1 显示了常规系统的结构图,这些系统包括音频/视频产品、办公设备和家用电器产品。不论是什么应用,都可以将它们分为两部分:

· 主系统模块(block)

· 电源管理模块

ST智慧电源管理的解决方案降低待机期间的能耗

主系统模块执行系统主要目的的活动;其硬件拓扑结构对于不同产品是不同的,但是每个都含有一个包括 I2C 总线的主IC 控制器 ,以及至少一个唤醒源(wake-up source)。

主IC 控制器管理所有的系统功能,与待机控制器、唤醒源和其它设备相连接。

唤醒源是指能命令待机控制器退出待机模式和回到活动模式的事件。常用唤醒源是远程控制接收器、键盘、VGA和HDMI输入等。唤醒源也可以是定时器事件(timer event),用于记录、启动特定的操作,或用于定期更新。

在活动模式期间,唤醒源与主IC 控制器相连接来执行与命令相关的功能。

电源管理模块是与主系统无关的通用模块。这部分的核心部件是一颗8 位的低功率微控制器,它通常当作待机控制器使用。它接收来自主IC控制器和唤醒源的输入,通过继电器打开和关闭为多数主系统供电的全开通电源模块(full on power supply block)。在待机模式期间,低功率微控制器和唤醒源由辅助电源供电。

根据该架构,系统以两个不同的模式(参见图2)工作:

- 活动模式,此时为主IC 控制器和其它设备供电。

- 待机模式,此时仅为低功率微控制器和唤醒源供电。

重设定之后的预设状态(default state)是活动模式。

活动模式

一旦系统被插上电源,系统所有部件都通电,并且处于执行状态。主IC 控制器将管理每个功能;它检测来自唤醒源(如远程控制器)和前面板的使用者输入;它利用I2C总线与其它设备和低功率微控制器相连接,在这种情况下,主IC 控制器被配置为主系统,而其它设备,包括低功率微控制器,则被配置成从属(slave)系统。

在活动模式状态下的主IC 控制器和低功率微控制器的相互通信中,主IC 控制器更新低功率微控制器的缓存器,例如,对定时器新事件等编程,以及发送待机命令请求。

一旦待机控制器从主IC 控制器收到关机命令,便进入待机模式。

待机模式

在低功率微控制器从主IC 控制器收到待机命令时,它将系统转入待机模式,关闭与全接通电源连接的继电器。在待机模式下,仅有低功率微控制器和唤醒源通电。在此一期间,低功率微控制器进入停机模式,等待外部输入或定时器事件。一旦上述事件发生,低功率微控制器退出停机模式(halt mode),对收到的信号进行译码,通过继电器开启整个系统。唤醒事件的种类和功能透过I2C总线传达到主IC 控制器,以执行相关的操作;现在系统处于活动模式,所有功能都可以正常地执行 。

应用范例

下面举一个如何为消费性应用实施待机管理控制的例子。由于它可以适应不同的主系统模块,因此只介绍电源管理模块,如图3。

它是以ST7FOXA0为基础 , 而ST7FOXA0则是一款成本非常低的ST 8 位微控制器

系统的唤醒源是远程控制器的红外线接收器和前面板按键(电源开启 / 关闭命令)。

8 位微控制器和唤醒源的电源电压是3.3 伏;它们是系统永久都在执行的部分。另一方面,主IC 控制器是由 8 位的微控制器根据待机命令开启和关闭总电源。微控制器透过I2C通信与主IC 控制器(主系统中)连接, 8 位微控制器被配置为从属系统,而主IC 控制器则被配置为主系统。

该主微控制器的特征是:

- 仿真的低速I2C从属接口通信

- 远程控制器接收器和译码器唤醒事件

- 前面板唤醒事件

- 具有可编程极性(programmable polarity)的主电源命令

I2C从属接口是仅使用 2 个输入/输出引脚来模拟的。

在待机模式时,远程控制器接收器唤醒系统。译码程序利用配置为外部中断的输入/输出引脚和12位自动重新加载(Auto Reload)定时器周边来实施。

在待机模式下,前面板唤醒系统。在此系统中,电源开启 / 关闭按钮与配置为外部中断的引脚相连接。

总电源藉由作为输出配置的输入/输出引脚来驱动。要开启和关闭,可对输出极性进行编程。在待机模式下,微控制器处于停机模式,以便进一步降低功耗;可利用外部中断来退出待机模式。

应用流程如图4所示:

结论

为了大幅地降低能耗,ST 提出了产品待机期间的智能型电源解决方案。ST 的架构是以低功率的微控制器为基础,它藉由断开大部分系统与总电源的连接来大幅地降低待机模式下的能耗。该方案既可节能又可降低对环境的影响。

责任编辑:gt

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 电源
    +关注

    关注

    184

    文章

    17706

    浏览量

    250004
  • 控制器
    +关注

    关注

    112

    文章

    16339

    浏览量

    177860
  • 接收器
    +关注

    关注

    14

    文章

    2468

    浏览量

    71881
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    基于NCP1246和NCP4354低待机能耗电源适配器方案

    交流-直流(AC-DC)电源适配器的应用非常广泛,如用于笔记本电脑、液晶显示器及打印机等。安森美半导体推出的NCP1246的空载能耗小于16 mW,利用NCP1246 + NCP4354实现的低待机能耗
    发表于 09-26 09:57 4435次阅读
    基于NCP1246和NCP4354低<b class='flag-5'>待机能耗电源</b>适配器<b class='flag-5'>方案</b>

    空载能耗小于16mW的超低待机能耗解决方案

    安森美半导体推出的NCP1246的空载能耗小于16 mW,利用NCP1246 + NCP4354实现的低待机能耗解决方案可轻松满足“能源之星”要求,适用于功率65 W的电源适配器,并能
    发表于 09-27 11:26 1829次阅读
    空载<b class='flag-5'>能耗</b>小于16mW的超低<b class='flag-5'>待机能耗</b><b class='flag-5'>解决方案</b>

    ST推出低能耗蓝牙Bluetooth单片解决方案

    、互联网家庭、汽车、工业、医疗或电子支付领域,许多新应用能否成功与用户体验好坏关系重大,因此,我们需要高能效的低能耗蓝牙解决方案。对于物联网设计人员,BlueNRG-1击中了问题的要害:与现有解决方案相比
    发表于 07-05 16:11

    智慧物业解决方案

    设计智慧物业方案主要服务对象是物管,本方案提供智能采传终端、智能传感物联云、应用软件(如PCAPPWEB微信)的一体化解决方案,解决物业设备管理
    发表于 05-25 09:42

    空载能耗小于16mW的超低待机能耗解决方案

      摘要:安森美半导体推出的NCP1246的空载能耗小于16 mW,利用NCP1246 + NCP4354实现的低待机能耗解决方案可轻松满足“能源之星”要求,适用于功率65 W的电源
    发表于 09-26 15:08

    安森美半导体的NCP1246和NCP4354低待机能耗解决方案

    跳变,以降低稳压能耗。  安森美半导体推出的NCP1246的空载能耗小于16 mW,利用NCP1246 + NCP4354实现的低待机能耗解决方案
    发表于 09-29 16:44

    安森美半导体NCP1937的高能效和低待机能耗解决方案

    待机能耗的75 W以上电源解决方案。  0引言  在人们的日常工作或生活中,所使用的笔记本或台式电脑一体机等应用并不总是满负载或重负载工作,而是在相当多的时间内会处于待机或轻载工作模式
    发表于 09-29 16:49

    浅谈待机能耗问题及其电源解决方案

    浅谈待机能耗问题及其电源解决方案:随着家用电器、视听产品的普及,办公自动化的广泛应用和网络化的不断发展,越来越多的产品具有了待机功能,例如电池充电、遥控、数字
    发表于 09-30 20:21 7次下载

    浅谈待机能耗问题及其电源解决方案

    浅谈待机能耗问题及其电源解决方案:随着家用电器、视听产品的普及,办公自动化的广泛应用和网络化的不断发展,越来越多的产品具有了待机功能,例如电池充电、遥控、数字
    发表于 10-29 15:34 19次下载

    ST电源管理指南及可穿戴无线充电解决方案

    资料包含ST电源管理2016版指南、ST可穿戴无线充电解决方案
    发表于 12-16 14:55 26次下载

    泰克LED 电源驱动效率与待机能耗测试解决方案

    泰克LED 电源驱动效率与待机能耗测试解决方案
    发表于 09-07 17:19 9次下载
    泰克LED <b class='flag-5'>电源</b>驱动效率与<b class='flag-5'>待机能耗</b>测试<b class='flag-5'>解决方案</b>

    如何降低适配器的待机能耗

    待机能耗有时候也称作“吸血鬼能耗”或是“虚负载”,指的是电子设备及电器在关断电源但仍然插在电源插座上时消耗的电能。以美国为例,待机能耗约占美
    的头像 发表于 10-02 01:27 3820次阅读
    如何<b class='flag-5'>降低</b>适配器的<b class='flag-5'>待机能耗</b>

    建筑能耗监测系统解决方案

    经济。 建筑能耗监测系统解决方案,基于工业物联网系统,面向重点用能单位推出的一款工业能耗监测的解决方案,旨在满足工业在能耗监测、
    的头像 发表于 11-29 16:40 600次阅读

    工业能耗管理系统解决方案

    技术,运用智能传感、测量、自动控制、无线通讯技术等,与及智慧能耗监控平台组成解决方案,将能耗基础数据与日常管理工作相结合,为通过自动化、信息化等技术手段对
    的头像 发表于 12-29 16:16 495次阅读

    智慧楼宇能耗管理解决方案

    智慧楼宇能耗管理系统是一种集成了先进技术的解决方案,旨在帮助楼宇管理者实时监控、分析和优化能源消耗。该系统涵盖多个关键功能模块,每个模块都发
    的头像 发表于 05-11 13:56 836次阅读
    <b class='flag-5'>智慧</b>楼宇<b class='flag-5'>能耗</b><b class='flag-5'>管理解决方案</b>